[논문]논산 관촉사 석조미륵보살입상의 재질분석과 표면상태 변화 모니터링

이명성; 최명주; 유지현; 안유빈

doi:10.7854/jpsk.2019.28.4.227

논산 관촉사 석조미륵보살입상의 재질분석과 표면상태 변화 모니터링
Material Analysis and Surface Condition Monitoring of Standing Buddha Statue in the Gwanchoksa Temple, Nonsan, Korea 원문보기

암석학회지 = The journal of the petrological society of korea, v.28 no.4, 2019년, pp.227 - 236

이명성 (국립문화재연구소 보존과학연구실) , 최명주 (국립문화재연구소 보존과학연구실) , 유지현 (국립문화재연구소 보존과학연구실) , 안유빈 (국립문화재연구소 보존과학연구실)

초록
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논산 관촉사 석조미륵보살입상은 중립 내지 조립질의 흑운모 화강섬록암으로 구성되어 있으며 석불의 제작 시기 및 장소에 대해 고문헌에 반야산의 서북쪽에서 제작되어 동쪽으로 이동하였다는 기록이 있어 채석지가 명확하다. 또한 석불과 주변 기반암의 암상, 조직, 전암대자율 및 감마스펙트로미터 비교 결과, 모두 유사한 특성으로 보여 동일한 기원의 암석으로 판단된다. 이 석불에서 관찰되는 표면오염물에 의한 훼손은 환경적인 요인과 보수물질의 노후에 의한 복합적 요인이 발생하는 것이며, 2007년 제거작업 이후에도 점차 증가하는 경향을 보이므로 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 판단된다. 조류의 경우 석조문화재의 표면에 생물학적 오염이 발생하는 경우 착생이 가장 빠르게 진행되며, 곰팡이와 공생체를 이루어 이차적으로 지의류의 착생 가능성이 있어 위치 및 분포 범위에 대한 변화 관찰이 요구된다. 또한 노후된 보수물질은 염의 정출에 따른 오염물 발생, 탈락으로 인한 결합력 저하 등으로 이차적인 훼손이 발생할 수 있으므로 적절한 보존관리를 통해 안정성을 확보하는 것이 바람직하다.

Abstract ▼ AI-Helper

Medium to coarse-grained biotite granodiorite was used to build the Standing Buddha Statue in the Gwanchoksa temple. An ancient document revealed the period and place of constructing the statue: it was made in the northwest of Mt. Banyasan and then moved eastward. Also, the comparison of standing Buddha statue and basement rock in terms of texture, magnetic susceptibility, and gamma spectrometer shows that they have similar characteristics, which is considered to be the same provenance rock. The damage caused by surface contaminants observed in the statue seems to be a combined effect of environmental factors and aging of the epoxy resin. After removal of the contaminants in 2007, the contamination has resumed, and continuous monitoring is necessary. Algal engraftment becomes faster when biological contamination occurs on the surface of stone cultural heritage. Since the secondary lichen growth forms a symbiosis with mold, it is necessary to observe the spatial and distributional changes. Also, the aging epoxy resin may cause secondary damage due to contaminants generated due to the determination of salts, and deterioration of bonding strength due to breaking out. Thus it is desirable to secure stability through proper conservation management.

주제어

표/그림 (8)

그림 Fig. 1. Current states of Standing Buddha Statue in the Gwanchoksa Temple.
그림 Fig. 2. Petrological characteristics of Standing Buddha Statue in the Gwanchoksa Temple.
그림 Fig. 3. Magnetic susceptibility (A) and gamma spectrometer (B) distributions of Standing Buddha Statue in the Gwanchoksa Temple.
그림 Fig. 4. Deterioration states of Standing Buddha Statue in the Gwanchoksa Temple.
그림 Fig. 5. Contaminant locations and handheld microscopic observations at the Standing Buddha Statue in the Gwanchoksa Temple.
표 Table 1. Results of digital image analysis of Standing Buddha Statue in the Gwanchoksa Temple
그림 Fig. 6. Image monitoring results of surface changes of Standing Buddha Statue in the Gwanchoksa Temple.
그림 Fig. 7. Change of deterioration rate of Standing Buddha Statue in the Gwanchoksa Temple.

AI 본문요약
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문제 정의

논산 관촉사 석조미륵보살입상의 재질특성과 표면 상태 변화 모니터링을 위하여 과학적 조사를 수행하였다. 석불과 주변 기반암은 모두 중립 내지 조립질의 흑운모 화강섬록암으로, 대자율과 감마스펙트로미터 측정 결과가 유사한 영역 내에 도시되어 동일한 기원의 암석으로 판단된다.
이 논문은 문화재청 국립문화재연구소에서 수행한 국가지정 심의대상 문화재의 과학적 조사 결과를 보완하여 정리한 것이다. 논문 심사과정에서 건설적인 비평과 유익한 조언으로 논문의 오류와 부정확한 표면을 바로잡아 주신 익명의 심사위원님께 깊이 감사드립니다.
이 연구에서는 논산 관촉사 석조미륵보살입상의 구성암석에 대한 재질특성을 규명하고 비파괴 기법을 활용한 석불의 오염물 피복상태 파악 및 변화에 대한 모니터링을 수행하였다. 우선 석조미륵보살입상의 보존이력, 선행연구 및 현황을 파악하고 석불입상의 구성암석과 주변 및 기반암의 재질분석을 위해 육안관찰과 아울러 전암대자율과 감마스펙트로미터를 측정하였다.
대자율은 암석의 생성 시 자성광물 함유량, 구조 및 측정환경에 영향을 받으나 동일 마그마 기원의 암석은 유사한 값의 분포를 보인다. 이에 석불의 재질특성과 석불, 기반암, 2007년 복원된 신부재를 대상으로 유사성을 파악하기 위하여 측정을 실시하였다.

제안 방법

대자율 측정은 ZH Instruments 사의 SM30 모델을 사용하였고, 측정단위는 10-3 SI unit으로 표기하였다. 감마스펙트로미터는 GRM-260을 사용하였고 신뢰성을 확보하기 위해 한 지점에 대해 3분 간격으로 5회 측정하였다. 편광현미경은 자동계수기가 장착된 Nikon사의 LV100NPOL, X-선 회절분석기는 Panalytical EMPYREAN를 사용하였다.
2D). 구성부재의 조암광물 및 미세조직을 관찰하기 위하여 선행연구에서 동일기원 암석(Yun et al., 2006)으로 밝혀진 기반암의 시편에 대하여 편광현미경 관찰을 실시하였다. 또한 구성부재를 구성하는 광물 및 풍화에 의한 이차광물의 동정을 위하여 기반암 시편을 대상으로 X-선 회절분석을 실시하였다.
논산 관촉사 석조미륵보살입상 및 주변 암반을 대상으로 감마스펙트로미터 측정을 수행하였으며 측정조건은 1회에 3분, 대상별로 각 5회 측정을 하였다. 그 결과, 석불의 경우 K(%) 값은 4.
논산 관촉사 석조미륵보살입상의 전좌면에 대하여 2007년 보존처리 전·후, 2014년, 2018년 디지털 이미지를 확보하여 표면오염물에 대한 색상정보 획득 및 분류하여 훼손율을 산출하였다.
따라서 이 연구에서는 다양한 비파괴 기법을 활용하여 2007년 보존처리 이후 약 10년 동안 모니터링을 실시하고 보존환경 변화에 따른 훼손상태 변화를 분석하였다. 또한 분석결과를 토대로 논산 관촉사 석조미륵보살입상의 장기적 보존방안을 수립하였다.
, 2006)으로 밝혀진 기반암의 시편에 대하여 편광현미경 관찰을 실시하였다. 또한 구성부재를 구성하는 광물 및 풍화에 의한 이차광물의 동정을 위하여 기반암 시편을 대상으로 X-선 회절분석을 실시하였다.
따라서 이 연구에서는 다양한 비파괴 기법을 활용하여 2007년 보존처리 이후 약 10년 동안 모니터링을 실시하고 보존환경 변화에 따른 훼손상태 변화를 분석하였다. 또한 분석결과를 토대로 논산 관촉사 석조미륵보살입상의 장기적 보존방안을 수립하였다. 이 자료는 석조미륵보살입상의 중·장기적인 보존관리에 있어 중요한 자료가 될 것이며, 나아가 석조문화재의 과학적 보존시스템 확립을 위한 기초자료로 활용될 것이다.
우선 석조미륵보살입상의 보존이력, 선행연구 및 현황을 파악하고 석불입상의 구성암석과 주변 및 기반암의 재질분석을 위해 육안관찰과 아울러 전암대자율과 감마스펙트로미터를 측정하였다. 또한 수습한 미세시편을 대상으로 편광현미경 및 X-선 회절분석을 실시하였다.
석불입상의 보존처리 이후 훼손양상의 변화를 파악하고 오염물의 피복 상태를 관찰하기 위하여 휴대용 현미경 관찰과 디지털 이미지분석을 실시하였다. 휴대용 현미경은 현장성 및 휴대성과 더불어 석조문화재 표면오염물의 상태를 비파괴 방법으로 평가하는 유용한 방법으로 다수의 문화재에 적극적으로 활용되고 있다.
이 연구에서는 논산 관촉사 석조미륵보살입상의 구성암석에 대한 재질특성을 규명하고 비파괴 기법을 활용한 석불의 오염물 피복상태 파악 및 변화에 대한 모니터링을 수행하였다. 우선 석조미륵보살입상의 보존이력, 선행연구 및 현황을 파악하고 석불입상의 구성암석과 주변 및 기반암의 재질분석을 위해 육안관찰과 아울러 전암대자율과 감마스펙트로미터를 측정하였다. 또한 수습한 미세시편을 대상으로 편광현미경 및 X-선 회절분석을 실시하였다.
그러나 기존의 연구들은 보존처리 이전에 수행된 것으로 보존처리 이후 약 10여간 석불입상의 상태변화에 대한 연구는 전무한 실정이다. 이 연구에서는 석불입상에 대한 현장조사를 수행하고 육안 및 휴대용현미경 관찰을 통해 석불에 나타난 손상유형을 분류하고 표면에 발생한 오염물의 피복 상태를 관찰하였다.

대상 데이터

논산 관촉사 석조미륵보살입상은 충남 논산시 은진면에 있는 관촉사 내에 위치하며, 2018년에 보물 제 218호에서 국보 제323호로 승격된 고려시대의 석조문화재이다. 이 석조미륵보살입상은 고려 광종 19년(968년)에 관촉사의 창건과 함께 조성된 석불로 기반암 위에 대좌를 따로 만들지 않고 자연암반 위에 7개의 별석을 이용하여 조성되어 있다. 이 석불입상은 흔히 ‘은진미륵’이라고 불리며 당시 충청도에서 유행하던 고려시대의 지방화 된 석불양식을 대표하는 작품으로 우리나라에서 제일 큰 석불로 보존가치가 높은 석조 문화재이다(Cultural Heritage Administration, 2019).

이론/모형

대자율 측정은 ZH Instruments 사의 SM30 모델을 사용하였고, 측정단위는 10-3 SI unit으로 표기하였다. 감마스펙트로미터는 GRM-260을 사용하였고 신뢰성을 확보하기 위해 한 지점에 대해 3분 간격으로 5회 측정하였다.
감마스펙트로미터는 GRM-260을 사용하였고 신뢰성을 확보하기 위해 한 지점에 대해 3분 간격으로 5회 측정하였다. 편광현미경은 자동계수기가 장착된 Nikon사의 LV100NPOL, X-선 회절분석기는 Panalytical EMPYREAN를 사용하였다. 주사된 X-선은 CuKα, 양극의 가속전압 및 필라멘트의 전류는 각각 40 kV, 100 mA이었다.

성능/효과

석불과 주변 기반암은 모두 중립 내지 조립질의 흑운모 화강섬록암으로, 대자율과 감마스펙트로미터 측정 결과가 유사한 영역 내에 도시되어 동일한 기원의 암석으로 판단된다. 또한 석불의 제작 시기 및 장소에 관한 고문헌 탐색 결과, 반야산의 서북쪽에서 제작되어 동쪽으로 이동하였다는 기록이 있어 채석지가 명확하다.
3A). 석불, 기반암 및 신부재의 전암대자율을 종합한 결과, 기반암의 값의 분포가 비교적 낮은 것을 제외하면 모두 유사한 값의 분포를 보이는 자철석 계열의 암석으로 동일한 기원의 암석으로 판단된다.
석불의 대자율 측정 결과, 11.1~16.5(×10-3 SI unit, 이하생략)의 범위를 보이며 평균값이 14.4로 자철석 계열의 암석으로 확인되었다.
이 연구에서 적용한 디지털 이미지분석은 약 10년동안 촬영된 사진을 컴퓨터 알고리즘을 통해 영상을 분류하는 방법으로 훼손지도 작성법보다 효율적인 모니터링이 가능하다. 이 분석기법은 사진에서 확인되는 훼손양상별 RGB 값을 군집화하고 분류하여 훼손영역의 픽셀수를 계산하는 방법으로 국내외 석조문화재를 대상으로 적용된 바 있다(Appolonia et al.
3B). 이상의 결과에서 확인할 수 있는 것처럼, K(%), U(ppm), Th(ppm) 모두에서 석불과 주변 암반이 유사한 범위 내의 분포를 보였으며 양자 간의 유사성이 인정된다.

후속연구

이 자료는 석조미륵보살입상의 중·장기적인 보존관리에 있어 중요한 자료가 될 것이며, 나아가 석조문화재의 과학적 보존시스템 확립을 위한 기초자료로 활용될 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	논산 관촉사 석조미륵보살입상은 어느 시대의 석조문화재인가?	논산 관촉사 석조미륵보살입상은 충남 논산시 은진면에 있는 관촉사 내에 위치하며, 2018년에 보물 제 218호에서 국보 제323호로 승격된 고려시대의 석조문화재이다. 이 석조미륵보살입상은 고려 광종 19년(968년)에 관촉사의 창건과 함께 조성된 석불로 기반암 위에 대좌를 따로 만들지 않고 자연암반 위에 7개의 별석을 이용하여 조성되어 있다.
	관촉사 석조미륵보살입상의 체계적인 보존을 위해서는 무엇이 필요한가?	그러나 기존의 연구들은 보존처리 전에 수행된 것으로 보존처리 후 석불입상의 상태변화에 대한 연구는 전무한 실정이다. 석불입상의 체계적인 보존을 위해서는 지속적인 모니터링을 통해 보존처리 이후 발생하는 훼손도의 변화를 파악하고 발생 원인에 대한 분석이 필요하다.
	논산 관촉사 석조미륵보살입상은 어디에 위치해 있는가?	논산 관촉사 석조미륵보살입상은 충남 논산시 은진면에 있는 관촉사 내에 위치하며, 2018년에 보물 제 218호에서 국보 제323호로 승격된 고려시대의 석조문화재이다. 이 석조미륵보살입상은 고려 광종 19년(968년)에 관촉사의 창건과 함께 조성된 석불로 기반암 위에 대좌를 따로 만들지 않고 자연암반 위에 7개의 별석을 이용하여 조성되어 있다.

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